基于生物固碳低碳发展模式探析

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1、基于生物固碳低碳发展模式探析　　摘要：为了在不影响经济发展速度和人民生活水平的前提下大力发展低碳经济，同时兼顾解决国家能源安全、粮食安全、环境安全、保护耕地与城镇化、以工哺农、“三农”问题等，满足我国今后较长时间的低碳发展需求，提出了减碳和固碳结合、以生物固碳为主的低碳化原则，构建以源头和过程碳减排、终端生物固碳并利用国内碳交易实现工农业相结合的低碳发展模式。关键词：生物固碳，低碳发展；源头；过程；终端；碳交易收稿日期：20130425基金项目：教育部新世纪优秀人才资助项目（编号：NCET-11-1031）；国家自然科学基金项目（编号：210761

2、17）资助作者简介：田原宇（1969—），男，陕西武功人，教授，博士生导师，主要从事低碳能源化工工艺设备一体化方面的教学与研发工作。中图分类号：TQ03文献标识码：A文章编号：16749944（2013）070156031引言10以减排CO2为标志的绿色、低碳发展，正成为全球性的浪潮。这是因为CO2等温室气体的大量排放，造成的气候变化已成为全球最大的环境问题之一。面对日益恶化的气候现象，它的负面影响更受关注，大力推进经济社会发展与生态环境保护双赢的低碳经济是积极应对气候变化的战略举措。在国际环境和我国内在需要的综合作用下，我国正走向低碳发展的时代。

3、中国是世界第一大煤炭消费国和第二大能源消费国，2008年CO2排放量已达到60亿t，超过美国而成为世界第一的CO2排放国。根据现在中国的经济发展速度，未来几年内CO2排放量仍将以3%的速度逐年递增。中国已经制定了2020年单位GDPCO2排放量比2005年减少40%～45%的目标。在中国，发展中不平衡、不协调、不可持续的问题相当突出，摆在首位的就是经济增长的资源环境约束强化。作为一个负责任的大国，在降低CO2排放强度的同时，千方百计地减少CO2的排放总量，有助于降低资源环境的约束。另外中国还面临粮食安全和18亿亩耕地红线以及城镇化、工业化的土地需求

4、，能源安全、结构和效率，城乡收入差距加大和以工哺农体系不完善的三农问题，节能降耗与环境保护等诸多问题。针对上述难题，笔者提出了减碳和固碳结合、以生物固碳为主的低碳化原则，构建以源头和过程碳减排、终端生物固碳并建立国内碳市场实现工农结合的低碳发展模式。2从源头避免高碳排放10在现代工业生产过程中绝大多数产品的原料都有多种来源，同时也对应着多种不同的匹配性工艺过程。不同的原料和工艺过程对应不同的CO2排放，针对具体的应用对象开发和选择适宜的原料和工艺，能够从源头上避免产生不必要的CO2排放。这是目前CO2减排最有效的途径，主要通过国家政策和税收、产业结

5、构调整和升级，以及合理的能源定价机制和能源产品价格来引导实现[1]。以燃煤发电为例，选择低灰精煤和合理的过剩空气系数就能有效降低烟气量，减少无效热量外排，从而提高煤的利用率、减少CO2的排放。同样采用循环流化床燃烧发电、RGCC和多联产发电、超临界发电等均能达到上述目的。以合成甲烷工艺为例，选择褐煤和长焰煤采用燃气型的鲁奇炉气化和循环流化床分级热解气化要比合成型的气流床气化生产的合成气甲烷含量高（约10%左右）、氧耗低；合成甲烷时产生较难利用的低温热源减少10%以上。从整个合成甲烷工艺核算，前者煤的利用率高、能耗和氧耗低，同样规模的合成甲烷，自然就

6、减少了CO2的排放。对于循环流化床分级热解气化，固态排渣相对换热容易，水封用水量较低，加之循环流化床分级热解气化相对鲁奇炉气化合成气不含煤焦油，不会产生含酚废水，因此循环流化床分级热解气化合成甲烷的工艺过程能耗更低，更有利于避免高碳排放。10另外煤化工发展含氧化合物燃料和多联产工艺、民用燃料采用天然气、大力发展核能、水电、风能和生物能、化工行业大力实施循环经济、发展纯电动汽车等均能实现从源头避免高碳排放。3过程减少碳排放在经济活动过程中，开采、生产、使用和终端产品消费等各个阶段都需要能耗，都存在能源使用效率。我国目前万元GDP能耗水平与发达国家有较

7、大差距，物理能耗水平约比国际先进水平高20%～30%左右。例如2007年，我国每千瓦时供电耗煤比国际先进水平高44g标煤，每吨钢能耗水平比国际先进水平高58kg标煤，每吨水泥综合能耗水平比国际先进水平高31kg标煤，分别高出14%、10%和24%。另外生产的产品利用率偏低，又变相地增加了能耗。通过优化设计，使用高效节能的工艺设备、高效适宜的催化剂和合理使用优质产品均能实现节约能耗，减少终端产品的使用量。减少终端产品的使用量就是相应减少了产品生产量，避免生产这部分产品产生的能耗。节能降耗自然就减少了CO2的排放，这是目前CO2减排最容易实现、成本最低

8、并且具有较大收益的途径[2]，在国家政策强制下均能通过企业自身调整和改造来实现。10对于现代煤化工的龙头——大型煤气化来说